ترکیب معدنی
ترکیب معدنی عبارتند از کلیه ترکیبات شیمیایی که شامل عوامل شیمیایی آلی ( پیوند کربن-هیدروژن) در ساختار مولکولی خود نباشند.
ترکیباتی نظیر الماس و گرافیت که از کربن خالص تشکیل شده اند نیز جز مواد معدنی محسوب می شوند.
در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله: ساختمان اتمی، کریستالوگرافی، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی، یونی، هیدروژنی و ...، ترکیبات کوئوردیناسیون و نظریه های مربوطه از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی، واکنش های اسید و باز، سرامیک ها، تقارن مولکولی و انواع بخش های زیرطبقه الکتروشیمی ( الکترولیز، باطری، خوردگی، نیمه رسانایی و غیره ) بحث می شود.
در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتم ها تشکیل می دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات، به ناچار ناشی از نوع اتم ها و روشی است که با توجه به آن، اتم ها به یکدیگر می پیوندند و مجموعه تشکیل می دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن باز آرایی مجدد اتم ها است. در این حال، شیمی معدنی تنها بخشی از علم شیمی است که با توجه به آن می توان به صورتی ویژه، در باب مغایرت های موجود در میان کلیه انواع اتم ها بررسی نمود.
مواد معدنی را می توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر، ترکیبات یونی، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه ای یا بسپارها.
عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند، بنابراین می توانند به یکی از صورت های زیر باشند:
- گازهای اتمی (Kr , Ar) و یا گازهای مولکولی
- جامدات مولکولی ( C6,S8,P4)
- مولکول ها و یا جامدات شبکه ای گسترش یافته ( الماس، گرافیت ) فلزات جامد (Co , W) و یا مایع (Hg , Ca)
ترکیبات یونی، این ترکیبات در دما و فشار استاندارد همواره جامدند و عبارتند از:
ترکیبات یونی ساده، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلال های قطبی محلول اند.
اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول اند، مانند ( ZrO2) و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل (MgAl2O4 )، سیلیکات های مختلف مانند CaMg(SiO3)2 و ...
دیگر هالیدهای دوتایی، کاربیدها، سولفیدها و مواد مشابه. چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.
ترکیباتی که دارای یون های چند اتمی ( به اصطلاح کمپلکس ) می باشند:
(Ni(H2O)6)2+, (CO(NH3)6)3+, (SiF6)2-
روش فرمول نویسی و نامگذاری ترکیبات چندتایی معدنی:
این ترکیبات به چهار دسته هیدروکسیدها یا بازها، اسیدهای اكسیژن دار، بنیانها و نمك ها تقسیم می شوند. بجز نمك ها سه گروه دیگر تقریباً از سه نوع اتم تشكیل شده اند و اغلب به گروه سه تایی ها معروفند.
فرمول نویسی:
هیدروكسیدها یا بازها تركیباتی هستند كه حاوی یون -OH هستند كه این یون هیدروكسید نامیده
می شود. این تركیبات اغلب مختص فلزات هستند و از واكنش اكسید فلزات یا خود فلزات با آب به وجود می آیند.
برای نوشتن فرمول هیدروكسیدها نماد شیمیایی فلز را سمت چپ نوشته و -OH را در سمت راست آن می نویسیم. اگر ظرفیت فلز بیشتر از یك بود OH را داخل پرانتز قرار داده و ظرفیت فلز را به عنوان اندیس برای OH قرار می دهیم. لازم به ذكر است كه ظرفیت -OH برابر یك است وقتی در تركیب قرار می گیرد ( منفی) آنرا حذف می كنیم. NaOH ،Ca(OH)2
برای نامگذاری این تركیبات ابتدا نام فلز را ذكر می كنیم، درصورتیكه فلز چند ظرفیتی باشد، ظرفیت فلز را با اعداد یونانی داخل پرانتز بعد از نام فلز ذكر می كنیم. سپس لفظ هیدروكسید را به انتها نام تركیب اضافه می نماییم. (سدیم هیدروكسید NaOH)
چند مثال برای ترکیبات معدنی
ASH3 آرسین AlSb آلومینیوم آنتیموان Al2O3 آلومینیوم اکسید AlF3 آلومینیوم فلورید AlCL3 آلومینیوم کلرید AlN آلومینیوم نیترید
ترکیبات مولکولی، این ترکیبات ممکن است جامد، مایع و یا گاز باشند و مثال های زیر را دربر می گیرند:
ترکیبات دوتایی ساده همچون Uf6,OsO4,SO2,PF3
ترکیبات پیچیده فلزدار همچون RUH(CO2Me) (PPh3)3, pTCL2(PMe3)2
کیبات آلی فلزی که مشخصا پیوندهای فلز به کربن دارند، مانندZr(CH2C6H5)4,Ni(CO)4
جامدات شبکه ای یا بسپارها: نمونه های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها می باشد. فرمول نمونه ای از ترکیبات اخیر YBa2Cu3O7 است.
ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از چند وجهی های با نظم کمتر، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکل های باز چند وجهی های منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می شود.
برخلاف بیشتر مواد آلی، پیوندها در ترکیبات معدنی غالبا تغییر ناپذیرند. در نتیجه رویدادهای متعدد شکسته شدن پیوند و تشکیل پیوند در واکنش های معدنی در جریان است. در چنین شرایطی واکنش ، توانایی تولید محصولات گوناگونی را بدست می آورد.
اغلب واکنش های معدنی در شرایطی ویژه همچون به هم زدن شدید یک مخلوط ناهمگن در دما و فشار بالا انجام می گیرد که تعیین مکانیسم را غیر ممکن یا حداقل غیر عملی می سازد.
از نظر شیمی معدنی توصیفی، اکثر واکنش ها را می توان به یک یا چند طبقه از طبقه های زیر نسبت داد:
واکنشهای اسید و باز (خنثی شدن) ، افزایشی _ حذفی ، اکسایش _ کاهش (ردوکس) ، استخلاف، نوآرایی، تبادلی، حلال کافت، کی لیت شدن، حلقه ای شدن و تراکمی و واکنش های هسته ای.
منبع: http://www.chemistjahanbakhsh.blogfa.com
